[發明專利]一種胱氨酸膽固醇凝膠因子及其制備方法

有效

• 申請號: 202110485961.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113402576B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 高玉霞;杜鳳沛;趙克非;張晨輝;李子璐;吳天岳
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C07J41/00
• 分類號: C07J41/00;C08J3/075;C08L87/00;C08G83/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發明涉及一種胱氨酸膽固醇凝膠因子及其制備方法，該凝膠因子是以天然產物膽固醇以及胱氨酸為原料，通過化學反應得到的。發明還公開了一種超分子凝膠，由上述的凝膠因子在苯類溶劑、正丙醇或環己烷等溶劑中自組裝得到，微觀形貌為規整的納米帶或納米纖維網絡結構。本發明的凝膠因子和超分子凝膠制備過程所采用原料屬于天然小分子化合物，具有來源廣泛、生物相容性好、結構獨特等優點，并表現出較好的離子選擇性識別和還原響應特性。這樣的凝膠體系具有良好的生物相容性和環境友好性，為智能響應凝膠材料的構建提供了新的思路，也為拓展胱氨酸和膽固醇天然小分子化合物在超分子領域的應用提供了新的參考。

技術領域

本發明涉及超分子凝膠技術領域，具體涉及一種具有“蝶形”分子結構的胱氨酸膽固醇凝膠因子的合成及超分子凝膠的制備方法。

背景技術

凝膠因其獨特的流變力學性能在許多領域表現出獨一無二的優勢，目前已經被廣泛應用于食品、化妝品、農業、醫藥、污水處理等多個領域。其中，低分子量凝膠由于分子結構易設計、性能易調控、制備方法簡單、對外界刺激響應靈敏等諸多優勢受到研究者的廣泛關注。目前，已有較多構筑基元被用于低分子量凝膠的構建，但是關于凝膠因子結構的合理設計以及對形貌和性能的精準調控仍然是比較大的難題。同時，人們發現在凝膠材料的應用過程中，除了需要考慮力學性能，凝膠材料的環境友好性、生物相容性、可降解性等性能也需要重點關注。因此，若能設計合成出以天然小分子化合物為原料，并具有獨特分子結構的凝膠體系，充分利用天然產物來源廣泛、含量豐富、結構多樣、生物相容性好等優勢，可以很好的解決當下凝膠材料發展的局限。

膽固醇是動物體內一種非常重要的成分，具有良好的生物相容性，與生理活動密切相關。膽固醇結構中含有4個環組成的剛性結構及一個柔性尾鏈，在溶劑中有較強的聚集趨勢。胱氨酸是動物體內唯一含二硫鍵的天然氨基酸，對動物體內蛋白質的結構與功能起著重要作用。若能將具有氧化還原響應的胱氨酸與具有良好生物相容性的膽固醇相結合，獲得具有獨特分子結構的凝膠因子，研究其組裝過程，不僅可以豐富超分子凝膠構筑基元的種類，拓展天然小分子化合物在超分子領域的應用，而且可以幫助我們更好地理解生命活動。因此，在本發明中，選擇生物體內廣泛存在的膽固醇和胱氨酸為原料，通過簡單的化學修飾，得到具有獨特“蝶形”分子結構的胱氨酸膽固醇凝膠因子，并探究其超分子凝膠性質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有“蝶形”分子結構的胱氨酸膽固醇凝膠因子的合成及超分子凝膠的制備方法，以解決上述背景技術中提到的缺陷，拓展天然產物小分子在超分子領域的應用。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種胱氨酸膽固醇凝膠因子，其結構式如下：

該胱氨酸膽固醇凝膠因子的結構中同時包含可以提供π-π堆積作用的萘基團、胱氨酸上可以提供氫鍵作用的酰胺鍵、以及容易形成范德華作用力的膽固醇骨架，使分子在溶劑中容易在π-π堆積、氫鍵、范德華作用力的協同驅動下，有序排列組裝成規整的微納米結構。

本發明提供了一種胱氨酸膽固醇凝膠因子的制備方法，包括以下步驟：

第一步，N-1-萘基乙二胺的合成：將N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽溶于水中，加入氫氧化鈉固體，室溫下攪拌2h。用乙酸乙酯將水相萃取三次，有機相合并，無水硫酸鈉干燥，過濾，旋干溶劑得到N-1-萘基乙二胺黃色油狀液體；

第二步，叔丁氧羰基(Boc)保護的胱氨酸的合成：將胱氨酸溶于水中，冰浴下加入三乙胺(Et₃N)和二碳酸二叔丁酯(Boc₂O)攪拌，溫度自然升至室溫下反應4h，薄層色譜(TLC)監測反應完全。將反應液旋干，殘渣溶于乙酸乙酯中，分別用稀鹽酸和飽和食鹽水洗滌，分有機相，無水硫酸鈉干燥，過濾，旋干得到白色固體。所得白色固體進行柱層析分離，旋蒸得到Boc保護的胱氨酸白色固體。